题目内容

18．下雨天，小明站在窗前看到对面人字形屋面上雨水在不停地流淌．他想，雨水在屋面流淌
的时间与哪些因素有关呢？他提出了三种猜想：
猜想1：雨水流淌的时间可能与雨水的质量有关；
猜想2：雨水流淌的时间可能与屋面的倾角有关；
猜想3：雨水流淌的时间可能与屋面的材料有关．
（1）为了验证猜想是否正确，他设计了一个如图甲所示的装置（倾角α可调），用小球模拟雨滴进行了如下探究：
①保持斜面倾角α不变，换用不同质量的小球，让它们分别从斜面的顶端由静止释放，测出每次小球通过斜面的时间，如表一．表一中数据是否支持猜想1？并请说明理由：不支持，因为不同质量的小球分别滚下时所用时间相同；
表一                                   
质量m/克3681220
t/秒1.71.71.71.71.7
表二
倾角α/°1530456075
t/秒1.91.61.21.61.9
②不改变底边的长度，多次改变倾角α，让同一小球从斜面的顶端由静止释放（如图乙），测出每次小球通过斜面的时间，如表二．为了便于得出规律，检验猜想2，请在图丙中大致作出t-α的图象．

（2）请设计实验来探究猜想3：雨水流淌的时间与屋面的材料的关系，简述你的实验方案：①简要做法：保持斜面的倾角α与斜面的长度不变，让小球在不同材料的斜面上下滑，记录小球在不同材料的斜面上下滑的时间；
②判断方法：如下滑的时间相同，说明与斜面的材料无关，如都不相同说明与斜面的材料有关．．

分析 （1）对本实验中所探究的问题，小颖做出了三个猜想，按照控制变量法的要求，分析猜想1：中倾角不变，斜面的材料不变，只改变了小球的质量，根据表一中数据进行分析；
（2）参照前面的实验过程，同样运用控制变量法，控制倾角与斜面的长度不变，小球的质量不变，只改变斜面的材料，便可探究下滑时间与材料的关系．并根据下滑时间是否相同来判断与斜面的材料是否有关．

解答 解：（1）①分析表一的数据可以看出，斜面的倾角不变，斜面的材料相同，只改变了小球的质量，而小球下滑的时间始终为1.7s，可得出结论：在保持斜面的材料与倾角α不变时，不同质量的小球下滑时间相同，因此表一中数据是否支持猜想1；
②先根据表中的数据，在图象中找出对应点，再用平滑的线将各点连接起来，观察图线的变化趋势可以看出，随着斜面倾角的不断增大，小球的下滑时间先减小后增大，如图所示：
（2）根据控制变量法的要求，要想探究下滑的时间与斜面材料的关系，应该保持斜面的倾角、长度以及小球的质量不变，让小球多次下滑，记录时间，最终根据时间的变化情况判断下滑的时间与斜面的材料是否有关系．
故答案为：
（1）不支持；因为在保持斜面的材料与倾角α不变时，不同质量的小球下滑时间相同；
②图象如图所示；
（2）①简要做法：保持斜面的倾角α与斜面的长度不变，让小球在不同材料的斜面上下滑，记录小球在不同材料的斜面上下滑的时间；②判断方法：如下滑的时间相同，说明与斜面的材料无关，如都不相同说明与斜面的材料有关．

点评 本题所探究的内容有一定的新颖性，所提出的三个猜想也有较强的针对性，解答时一定要把握好控制变量法的运用．难点在于描述具体的结论或实验步骤时，一定要注意语言的严密性，特别要注意结论所成立的条件，即表述清楚哪些量是控制的，哪些量是变化的．

练习册系列答案
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8．如图所示，压缩弹簧，弹簧可以将小球弹起．弹簧将小球弹起的高度与哪些因素有关呢？（以下所有弹簧被压缩后都未超过其弹性限度）．
（1）小明利用一根弹簧、一个小球和刻度尺进行了三次实验，得出的三组不同数据如表一所示：
（2）小红猜想：弹簧将小球弹起的高度可能与被压缩弹簧的材料有关．她设计的探究方案如下：
①将A、B两根外形完全相同，材料不同的弹簧分别置于水平桌面上；
②将小球置于弹簧A的上端，按下小球，使弹簧被压缩的长度为5cm，松手后小球被弹起，记下小球弹起的高度H1；
③再将同一小球置于弹簧B的上端，按下小球，使弹簧被压缩的长度为6cm，松手后小球被弹起，记下小球弹起的高度H2；
④比较H1、H2的大小，就可初步得出弹簧将小球弹起的高度是否与被压缩弹簧的材料有关了．
表一
次    数123
弹簧被压缩的长度（cm）△l1△l2△l3
小球被弹起的高度（cm）h1h2h3
小红探究方案中存在的一个问题是：没有控制弹簧两次被压缩的长度相等．
影响弹簧将小球弹起的高度的因素可能还有弹簧的粗细（说出一个影响因素即可）．
9．控制变量法是解决复杂问题的一种有效方法，在我们的生活、学习和工作中有广泛的应用．
（1）下面四个研究实例中，采取控制变量法的是C（填写选项前的字母）．
A．用水流的形成类比电流的形成
B．研究磁场时，用磁感线描述空间磁场的分布情况
C．研究滑动摩擦力与压力大小关系时，保持接触面的粗糙程度不变
D．利用光线来研究光的直线传播现象
（2）在探究影响浮力大小因素的活动中，同学们提出了下列三种猜想：
猜想1：浮力的大小与物体浸入液体中的体积有关．
猜想2：浮力的大小与液体的密度有关．
猜想3：浮力的大小与物体的重力大小有关．
同学们通过实验探究，验证了猜想1和猜想2是正确的．
对于猜想3，甲乙两同学分别进行了如下的实验探究．
①甲同学的实验探究如下：
实验：利用弹簧测力计、水和盐水，测算出同一铁块浸没在盐水中受到的浮力大小和浸没在水中受到的浮力大小不相等．
分析：由于铁块的重力大小不变，而铁块所受的浮力大小不等，所以铁块受到的浮力大小与铁块的重力大小无关．
结论：猜想3是错误的．
②乙同学的实验探究如下：
实验：利用弹簧测力计和水，测算出体积相同的铁块和铝块浸没在水中受到的浮力大小相等．
分析：由于铁块、铝块的重力大小不等，而它们受到的浮力大小相等，所以浮力大小与重力大小无关．
结论：猜想3是错误的．
对甲乙两同学的实验，你认为甲同学（甲同学/乙同学）的实验方法是不正确的，请具体指出他的错误是：研究与重力的关系却控制了重力不变，根据他的实验和他的分析思路还可得出；浮力的大小和液体密度有关的结论，这个结论是正确（正确/错误）的．
6．现给你提供如下器材：木块（重约7N）、弹簧测力计（量程0～5N）、重1N的滑轮（摩擦不计）、铁架台、轻质刻度尺、足够大的量杯、足量的水和细棉线（自重不计）．请你利用如图所提供的一些器材，参照示例另选器材，设计一个测量木块重力的实验方案．

运用的
原理		实验步骤及测量的物理量（或实验操作示意图）木块重量的表达式
示例杠杆平
衡条件		用细线将刻度尺左端挂在铁架台上，将木块挂在刻度尺的中央，弹簧测力计挂在刻度尺的右端并向上拉，使刻度尺在水平位置静止，记下弹簧测力计的示数F．G=2F
你的设计方案动滑轮
可省一
半的力		（1）在铁架台上用细线和滑轮组成一个动滑轮，用动滑轮来提木块；
（2）用弹簧测力计匀速向上拉动绳子自由端；
（3）记下弹簧测力计的示数F．		2F-1N
13．小明用图甲电路研究“串联电路中滑动变阻器的电功率大小与其电阻大小的关系”

（1）请根据图甲中的电路图，用笔画线代替导线完成图乙中的电路连接．
（2）在实验过程中，小明选用12伏的稳定电源，连接好电路后，闭合开关，从B往A移动滑片，测得数据如表：
实验次数12345
电流表示数/安0.300.340.40.480.60
电压表示数/伏6.05.14.02.40
滑动变阻器R1的阻值/欧20151050
请在坐标图中画出滑动变阻器的电功率P1随其阻值R1变化的曲线．
（3）实验后，他查阅资料得知：串联电路中滑动变阻器消耗的功率随着滑动变阻器阻值的增大先增大后减小，当R0=R1时，滑动变阻器的电功率最大，请分析小明的实验结果与资料不吻合的原因：滑动变阻器的最大阻值没超过电阻R0的阻值．
3．在物理学中，磁感应强度（用字母B表示，国际单位是特斯拉，符号是T）表示磁场的强弱，磁感应强度B越大，磁场越强；磁感线形象、直观描述磁场，磁感线越密，磁场越强．

（1）图1为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图．若在1处放置一个小磁针，当小磁针静止时N极指右（选填“左”或“右”）．
（2）如果电阻的大小随磁场的强弱变化而变化，则这种电阻叫磁敏电阻．某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象如图3所示．根据图线可知，磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而增大．图线没有过坐标原点，是因为放入磁场前，磁敏电阻不为零． 
（3）利用该磁敏电阻的R-B特性曲线可以测量上图磁场中各处的磁感应强度．
①将该磁敏电阻R放置在磁场中的位置1处．吴力设计了一个可以测量该磁敏电阻R的电路，所提供的实验器材如图2所示，其中磁敏电阻所处的磁场未画出．请你将该实验电路连接完整．
②正确接线后，测得的数据如表所示．该磁敏电阻的测量值为500Ω．
123
U/V1.503.004.50
I/mA3.006.009.00
③根据该磁敏电阻的R-B特性曲线可知，1处的磁感应强度为1.0T．
10．气体产生的压强（气压）大小与哪些因素有关呢？某科学兴趣小组同学了解到如下信息后提出了他们的猜想．
信息：
①自行车轮胎在烈日下暴晒易爆胎．      
②篮球充气越多，越不易被压扁．
③密封在针筒内的空气只能被小范围压缩．
猜想：气压大小可能与气体的多少、温度及体积有关．
（1）信息①（填序号）可作为“气压大小可能与气体温度有关”的猜想依据．
（2）科学小组设计了如图所示装置探究气压大小与温度的关系．步骤如下：
步骤一：往气球内充入一定量的空气后，用细线扎紧气球口．
步骤二：在容器底部固定一滑轮，往容器中加入适量的水．
步骤三：拉动绕过滑轮的细线使气球浸没在水中，标记水面位置并测出细线露出水面的长度．
步骤四：升高水温，拉动细线改变气球深度，使水面的位置保持不变，测出细线露出水面的长度．
①气球浸没在不同温度的水中时，保持水面位置不变是为了控制气体（或气球）的体积不变．
②实验中对多个不易观测的量，进行了巧妙的“转换”，如“细线露出水面的长度越长”反映“气球浸入水中的深度越大”；“气球浸入水中的深度越大”反映气球内气体的气压越大．
③通过本实验还可以得出液体内部压强与深度的关系是液体内部压强随深度的增加而增大．
7．在学习了串联电路以后，小阳认为：在串联电路中同时工作的用电器个数越多，其电路中的电流越小．实验桌上有满足实验要求的如下器材：电源（电压恒定）、开关、滑动变阻器电流表各一个，阻值为2Ω、5Ω、10Ω的电阻各3个，导线若干．请你选用以上实验器材设计一个实验证明小阳的观点是错误的，画出实验电路图（在图中标出电阻值大小）、简述实验步骤并说明理由．
8．有关分子热运动，下列说法正确的是（　　）
A．将石块研磨成粉状，说明分子变小
B．手捏海绵，海绵体积变小，说明分子间有空隙
C．扫地时尘土飞扬，说明分子在做无规则运动
D．液体很难被压缩，说明分子间有斥力

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